Материалы по фауне и экологии мелких грызунов долины Средней Лены

Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО «Якутский государственный университет им. М.К.Аммосова»

Биолого-географический факультет

Кафедра зоологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Материалы по фауне и экологии мелких грызунов долины Средней Лены»

(Дипломная работа)

 

 

 

 

 

Допущен (а) к защите

_______________2009 г.                        

Протокол №_______                             

         

 

 

Заведующий кафедрой:                                                                                     

Профессор, д.б.н.

Мордосов И.И.                                           

_____________(подпись)

 

 

Секретарь ГАК:

Лазарева П.В. __________(подпись)

Выполнила: студент (ка) V курса группы БО-04 БГФ ЯГУ

Трифонова Изабелла Прокопьевна

 

 

 

 Руководитель:

Член-  корреспондент РАН, академик, профессор                                         АН РС(Я), д.б.н Соломонов Н.Г.

 

 

Рецензент:

К.б.н.

Охлопков И.М.______________ 

 

Работа защищена:

_____июня 2009г.

Протокол №_________

С оценкой ___________

 

 

Якутск 2009 г.

Оглавление

стр.

Введение …………………………………………………………………….3

 

Глава I Долина средней Лены как среда обитания грызунов................................................................................................…………..5

 

Глава II Материал и методика……………………………………………9

2.1 Материал………………………………………………………………….9

2.2 Методика сбора и первичной обработки материала…………………10

2.3 Определение вида мелких млекопитающих …………………………10

2.4 Изучение питания………………………………………………………10

2.5 Определение возраста……………………………………………….....11

2.6 Изучение размножения………………………………………………...12

2.7 Методика изучения видовой принадлежности костных остатков позвоночных животных……………………………………...…………….13

 

Глава III Фауна грызунов долины средней Лены …………………...22

3.1 Список видов мелких грызунов долины средней Лены……………..22

3.2 Ландшафтные группировки грызунов долины средней Лены……....26

 

Глава IV Экология грызунов …………………………………………...28

4.1 Местообитания, экологические группировки………………………...29

4.2 Питание………………………………………………………...………..35

4.3 Размножение…………………………………………………………….37

4.4 Динамика численности…………………………………………………42

 

Выводы …………………………………………………………………....47

 

Литература…………………………………………...…………………….49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Природа Центральной Якутии давно известна исключительным своеобразием.  Только здесь, среди просторов, распространено множество обширных массивов лугово-степных пространств. Долина Средней Лены – наиболее  интенсивно освоенная человеком с далёкого прошлого часть Центральной Якутии. В последние десятилетия здесь сформировались крупные населённые пункты и промышленные центры, возросла численность населения, резко увеличилась оснащённость техникой не только предприятий, но и частного сектора, что привело к изменению общего облика окружающей среды, преобразованию ландшафтов.

В последние десятилетия происходит интенсивное освоение природных ресурсов Республики Саха (Якутия). Оно сопровождается усилением антропогенного пресса на живую природу, животный и растительный мир региона, сокращением ареала и численности аборигенных видов. Животный мир Якутии богат и разнообразен. Однако изучен он далеко неравномерно.

Долины крупных рек представляют собой своеобразный тип ландшафта, характеризующийся сложным сочетанием зональных и азональных черт. Формирующиеся в долинах сообщества живых организмов отличаются гетерогенной видовой структурой, слагающейся из представителей различных фаунистических групп которые испытывают воздействие своеобразного комплекса природных факторов. Специфичность условий   существования в речных долинах оказывает сильное влияние на экологию их обитателей, что представляет определенный интерес для исследования популяционных адаптаций животных.

В долинах Центральной Якутии встречаются разнообразные растительные сообщества: разнотравные луга, остепненные луга, водоемы, леса – служащие хорошим местообитанием для животных. Для  долины Средней Лены подходят  большие группировки ландшафтов:  1) открытые степные ландшафты; 2) лесные ландшафты (кустарники и т.д.); 3) околоводные  ландшафты.

 Актуальность темы. Изучение путей приспособления животных к специфическим условиям среды является одной из важнейших проблем современной зоологии. Актуальность данной темы определяется всё возрастающим освоением районов Центральной Якутии, необходимостью всестороннего изучения особенностей экологии отдельных видов, являющихся вредителями сельскохозяйственных угодий, переносчиками различных инфекционных заболеваний.

 Цель настоящей дипломной работы – уточнение видового состава мелких грызунов долины средней Лены, их распределения по территории, происходящий изменений фауны на современном этапе.

Для решения данной цели в задачи исследования входило:

-   изучить литературные данные  по данной теме;

-   дать характеристику среды обитания мелких грызунов долины;

-   разработка методики определения  видового состава животных по их костным остаткам в погадках хищных птиц и зверей;

- установление видового разнообразия мелких грызунов района исследования;

-   выявление специфики биотопического  распределения видов;

-   анализ состава и структуры  сообществ долинных ландшафтов;

- изучение трофических связей, процессов воспроизводства, особенностей экологии, связанных с обитанием;

Новизна: Разработана методика определения видовой принадлежности костных остатков позвоночных животных путем использования эталонных коллекций полных скелетов этих животных, получены новые данные по экологии мелких грызунов в долине Средней Лены, особенно по долине Эркээни, где таких данных почти не было.

Автор выражает огромную благодарность за помощь в прохождении практик и написанию дипломной работы своему  научному руководителю Соломонову Никите Гавриловичу, также выражает благодарность Исаеву Аркадию Михайловичу и Васильевой Вере Кимовне за предоставленный материал по погадкам хищных птиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I Долина Средней Лены как среда обитания грызунов

Видовой состав, численность, распределение по территории и многие другие стороны экологии животных тесно связаны с особенностями среды их обитания. Региональная дифференциация видового населения на популяции, проявления хронографической изменчивости популяций, особенности питания, размножения, использования территории, биотических взаимосвязей и, в конечном счете, динамика численности животных в значительной мере определяются общими характерными чертами обитания. Центральная Якутия, где расположена долина средней Лены, представляет собой своеобразный физико-географический регион, высотное широтное положение которого и равнинный характер поверхности, окружённой почти со всех сторон цепью гор и возвышенностей, в известной мере, определяют особенности его климата, почвенного и растительного покрова (Соломонов, 1973).

Долина Лены в южной части Центральной Якутии до Покровска неширока. Образована твёрдыми кембрийскими отложениями, сложенными известняками, севернее долина (Эркээни, Туймаада, Энсиели) сильно расширяется, здесь долина переходит в область легко размываемых рыхлых юрских и меловых отложений, представленных песками, алевролитами, глинами и углями, в вышележащих слоях отмечены кайнозойские породы, представленные песками и глинами. Здесь коренные берега далеко отступают от русла реки, а аллювиальные террасы достигают большой ширины. Расширение обусловлено геологическими условиями данного района – породы, слагающие отрезок долины, представлены более мягкими кембрийскими известняками и мергелями. Тектонический район исследованной долины входит в долину Лены в пределах Предверхоянского краевого прогиба, который, начиная с мелового периода, является местом накопления аллювиальных осадков, зафиксированных в виде сложной серии террас (Русанов и др., 1967).

Растительный покров среднего течения р. Лена неоднороден в соответствии с различиями в рельефе и обеспеченностью почвы влагой.

В низкой пойме развиты разнотравно-злаковые луга, по берегам водоёмов встречаются осоковые и злаково-осоковые ассоциации.

В средней пойме участки покрыты в основном зарослями ивняка и куртинами берёзы. На средней пойме состав древесной растительности  значительно богаче, чем на низкой. По берегам стариц образуют заросли высотой 6-7м ивы Гмелина, пятитычинковая, грушанколистная.

От Покровска до Кангаласского мыса высокая пойма, заливается полыми водами лишь изредка, что способствует развитию степной растительности.

На надпойменных террасах преобладают степи (60%). По межгривным понижениям надпойменных террас небольшие площади заняты гигантскополевицевыми и бескильнецивыми лугами. Встречаются здесь и островки березовых и сосновых лесов. По берегам стариц, проток и в ложбинах между гривами развита кустарниковая растительность, представленная различными видами ив, боярышников. Местами возвышаются единичные или группами ели.

 Своеобразие холодной лесостепи  североазиатского типа, генетически  связанной с прошлыми плейстоценовыми  ландшафтами, консервации которых  способствуют современные факторы  физико-географической среды засоление почвы, наличие много мерзлых пород, сравнительно высокие термические ресурсы при резком континентальном климате  и ничтожном количестве осадков.

Наиболее характерными обитателями поймы являются из птиц: водоплавающие, кулики, сибирский сорокопут, черная ворона, полевой и болотный лунь, черный коршун. Из млекопитающих: полёвки (водяная полевка, экономка, ондатра, узкочерепная и красная) заяц-беляк, бурозубки, ласка, горностай, колонок, лисица. Пойменные биотопы посещаются крупными зверями (лось, косуля, медведь).

Лугово-лесостепные ассоциации занимают надпойменные участки. Открытые пространства чередуются с участками островных лесов (лиственничных, сосновых, смешанных и березовых), широко распространены березовые колки. Из кустарников встречается спирея средняя и иволистная, шиповник, астрагал кустарниковый, кизильник черноплодный, боярышник даурский и др. Фауна наземных позвоночных открытых пространств лугово-лесостепных участков бедна. Из птиц здесь обычны полевой и степной коньки. Высока плотность населения луня полевого, пустельги и черного коршуна. По опушкам кустарников и островных лесов многочисленны дрозды рябинники, различные виды овсянок, сорокопут сибирский, ворона черная и др. Из млекопитающих открытых пространств, кроме изученной узкочерепной полевки, обычен длиннохвостый суслик. По опушкам и окраинам пашен обычен сибирский бурундук. Обычны заяц-беляк и мелкие хищники (горностай, ласка, колонок). В 80-е годы прошлого столетия здесь акклиматизирован степной хорь, завезённый для борьбы с длиннохвостым сусликом. Заходят медведь, волк, лисица.

Врагами мелких млекопитающих здесь являются лунь полевой, типичный миофаг – пустельга, чёрный коршун, сибирский сорокопут, чёрная ворона и ворон, горностай, ласка, колонок, степной хорь и лисица. В конкурентные отношения изученные виды мелких млекопитающих в долине могут вступать с длиннохвостым сусликом и бурундуком.

Культурные ландшафты (населенные пункты, сельскохозяйственные угодья, дороги, постройки, сооружения) создают благоприятные условия для существования ряда видов птиц и млекопитающих. Доминирующими видами млекопитающих на полях и огородах является узкочерепная полевка, длиннохвостый суслик, бурундук, водяная полевка, в живых и нежилых помещениях – домовая мышь, красная полевка, узкочерепная полевка и полевка-экономка (Соломонов, 1973).  

Значительное влияние на популяции мелких млекопитающих могут оказывать их естественные враги: полевой и болотный лунь, пустельга, черный коршун, горностай, ласка, колонок и лисица. Эти виды практически специализируются на питании мышевидными грызунами. На мелких млекопитающих нападают вороны, серый сорокопут (Борисов, 1998).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава II Материал и методика

2.1 Материал

Работа написана на основе собственных материалов, собранных в период полевых учебной и производственной практик в долине Эркээни и Энсиэли в 2006-2008 гг. в окрестности с. Хатырык Намского улуса и с. Ой (Немюгинцы) Хангаласского улуса (табл.1). Кроме этого в работе использованы ранее собранные материалы преподавателей и студентов кафедры зоологии БГФ ЯГУ и сотрудников лаборатории субарктических и горных экосистем ИБПК СО РАН.

В дипломной работе обсуждаются материалы по учётам численности грызунов в долине р. Лены в течение последних десятилетий и собственный материал учётов численности, проведенные в 2006-2008гг.

Таблица 1

Количество собранного материала

№	Долина Эркээни	Кол-во	Долина Энсиэли	Кол-во
1.   2.   3.   4.   5.   6.	Microtus gregalis Pallas, 1778 Clethrionomys rutilus Pallas, 1779 Tamias sibiricus  Laxm, 1769 Mus musculus L., 1758 Microtus oeconomus Pallas, 1776 Apodemys peninsulae Thomas, 1907	38 экз.   12 экз.   6 экз.   8 экз.   2 экз.   2 экз.	Microtus oeconomus Pallas, 1776 Microtus gregalis Pallas, 1778 Clethriononomys rutilus Pallas, 1779 Apodemus peninsulae Thomas, 1907	101 экз.   36 экз.   60 экз.   11 экз.
Всего	68 экз.		208 экз.

 

Также мы используем материалы Васильевой К.З., Григорьевой Л.И. собранные в июне-июле 1978г. в  долине Туймада в окрестности г. Якутска 145 экземпляров мелких млекопитающих:

• Азиатский бурундук (Tamias sibiricus Laxm, 1769) – 28 экз.

 

• Красная полевка (Clethrionomys rutilus Pallas, 1779) – 90 экз.
• Полевка-экономка (Microtus oeconomus Pallas, 1776) – 7 экз.
• Узкочерепная полевка (Microtus gregalis Pallas, 1778) – 18 экз.
• Домовая мышь (Mus musculus L., 1758) – 2 экз.

 

 

2.2 Методика сбора и первичной обработки материала

В процессе сбора материала мы пользовались общепринятыми методами полевых исследований (Г.А.Новиков, 1953). Наиболее широко применяемый метод учета численности мелких млекопитающих – относительный учет ловушками «Геро». При этом ловушки выставляются через 5 м на 3 суток. В линию ставят 25, 50 и 100 давилок. Для этого приманкой послужил хлеб, смоченный в растительном масле.  Учёт производили в каждом биотопе 5 суток, осмотр проводили по утрам. Относительная численность вычислялась по формуле х = n×100/у, где n - количество отловленных животных; у – количество  отработанных ловушко-суток; х – относительная численность на 100 ловушко-суток.  За время практики нами было обработано 2575 ловушко-суток.

 

2.3 Определение вида мелких млекопитающих

Для видовой диагностики мелких млекопитающих использован «Определитель млекопитающих Якутии» М.В.Попова (1977). Научные названия приведены, согласно номенклатуры, использованной в монографии «Млекопитающие таежной части Якутии» (Мордосов, 1997).

 

2.4 Изучение питания

Питание млекопитающих изучается путем вскрытия желудков и изучения их содержимого, сбора и определения остатков пищи и поедей, а также путем эксперементального кормления в клетках.

Желудок взвешивается и оценивается визуально, а разделение его содержания на фракции проводится визуально по окраске компонентов и определения их объема (Новиков, 1953).

 

2.5 Определение возраста

Определение возраста животных является важным условием изучения их экологии. Оно позволяет установить интенсивность размножения и возрастной состав популяции, продолжительность жизни особей и, в конечном итоге, охарактеризовать тип динамики численности вида.

Определение возраста мелких млекопитающих проводится по структуре и размерам черепа, степени срастания швов, по развитию корней коренных зубов, степени стертости зубов, по слоистым структурам зубов и перкостальным зонам костей. Кроме того,  для определения возраста зверьков используются вес и длина тела, развитие тимуса и состояние половых органов (Новиков, 1953).

Определение возраста красной полевки  производили по степени развития корней коренных зубов. У молодых особей красной полевки корни коренных зубов начинают развиваться в возрасте 2-2,5 месяцев, к 6 месяцам они составляют 1/3-1/5 часть длины зуба. Для определения возраста зверьков черепа вываривают и очищают от мускулатуры, берут все необходимые промеры, обнажают корни верхних коренных зубов и осторожно вынимают зубы, Измерения производятся штангенциркулем.

Возраст серых полевок определяется по совокупности следующих показателей: вес тела, морфология черепа, развитие тимуса, участие в размножении самок (Новиков, 1953).

По мере старения у полевки-экономки в межглазничной области образуется два тонких сагиттальных гребня, которые постепенно сливаются в один.

Скорость образования гребней у зверьков разных генераций различна. У перезимовавших особей после схода снега уже имеется один гребень, у сеголеток первых генераций гребни развиваются равномерно в течение летних месяцев, у сеголеток поздних генераций гребни развиваются равномерно в течение летних месяцев, у сеголеток поздних генераций структура черепа изменяется крайне медленно и почти прекращается в зимние месяцы (Новиков, 1953).

Морфология черепа узкочерепной полевки с возрастом изменяется в сторону уменьшения межглазничной области  и образования хорошо заметных гребней.   

 

2.6 Изучение размножения

Размножение - важнейший биологический процесс, обеспечивающий во взаимосвязи с другими сторонами жизнедеятельности, воспроизводство популяции и сохранение вида. Каждый вид обладает специфическими особенностями размножения, приспособленными к определенным условиям существования. Поэтому изучение процесса размножения одна из центральных задач при изучении экологии животных (Новиков, 1953). Из факторов, наиболее влияющих на интенсивность размножения, является соотношение полов. Пол определяют у всех зверьков по половым органам (Новиков, 1949). Изучение размножения переносится путем вскрытия добытых зверьков  или содержания в вивариях (клетках). В процессе вскрытия устанавливается пол, участие в размножении, количество пометов, плодовитость по количеству эмбрионов и плацентарных пятен, эмбриональная гибель плодов.

Беременность определяют по количеству эмбрионов и плацентарных пятен в рогах матки. У большинства мышевидных грызунов Якутии за период размножения перезимовавшие самки приносят 2-3, самки первой генерации – 1, редко 2 помета (Новиков, 1949).

В процессе беременности нередко наблюдается резорбция  эмбрионов. Она устанавливается по размерам эмбрионов – сильно отстающие в размерах относятся к погибшим и начавшим рассасываться зародышам. При выяснении средней плодовитости также учитываются: вычисляют процент резорбирующихся эмбрионов от общего их числа и процент самок с резорбирующими эмбрионами. В условиях Средней Лены мы не наблюдали резорбцию эмбрионов.

Для подсчета эмбрионов и плацентарных пятен матку вырезают и расправляют на предметном стекле. У неполовозрелых особей рога матки в виде тонких нитей, в период полового созревания они утолщаются, увеличиваются  размеры яичника. У рожавших самок на рогах матки остаются темные плацентарные пятна. По их количеству можно определить величину предыдущих пометов и количество генераций. Однако при исследовании размножения самок по плацентарным пятнам встречаются трудности при определении величины отдельного помета. В том случае, когда самка принесла несколько пометов, происходит сливание и рассасывание пятен. В этом случае видны не все плацентарные пятна (Новиков, 1953).

У самцов половозрелость устанавливается по развитию семенников и семенных пузырьков. Длина и ширина семенников измеряются штангенциркулем, взвешивание производят на аптечных, торзионных или электронных весах.

 

2.7 Методика изучения видовой принадлежности костных останков позвоночных животных

Исследования погадок хищных птиц – один из самых распространённых методов изучения их питания. Кроме того, это и способ получения данных о мелких млекопитающих, обитающих в данном регионе, поскольку представителей малочисленных  видов можно чаще встретить в погадках (Новиков, 1953; Клевезаль, Пуцек, 2007 и др.).

Относительный учет мелких грызунов по погадкам хищных птиц и сов, предложенный И. Г. Пидопличкой (http://zoometod.narod.ru/novikov 4 2-a-b.html), прекрасно себя зарекомендовал в степных районах и получил там широкое распространение. Методика сводится к массовому сбору погадок птиц, извлечению из них костей зверьков, определению их и статистической обработке полученного материала. По костям из погадок определяется относительная численность разных видов зверьков. Хотя мелкие животные становятся добычей хищников не строго пропорционально своей численности, а в зависимости от способа охоты хищника, поведения зверьков.     Если погадки собираются в известном районе регулярно и места их скопления очищаются при этом полностью, то уже по количеству самих погадок можно судить об относительном обилии мелких млекопитающих в данное время. По костям из погадок определяется относительная численность разных видов зверьков (http://zoometod.narod.ru/novikov 4 2-a-b.html).

Для успешной работы, связанной с определением и дальнейшим изучением грызунов, исследователю необходимо знать основные черты строения их черепа. Черепные остатки являются решающими при определении объектов.

Разбирая погадки можно судить, не только о числе и видовом составе млекопитающих, но получить новые сведения о биологии некоторых зверьков. Чаще всего погадки находили у гнезд, или в местах отдыха птиц.

В связи с трудностями определения видовой принадлежности грызунов и других животных по их костным остаткам в погадках мы взялись за разработку методики такого определения. Для этого мы сделали коллекцию полных скелетов разных видов животных, обитающих в долине Средней Лены (рис.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8).

Погадки – комки, состоящие из остатков пищи (непереваренных костей, шерсти, перьев и т.д.) отрыгиваемые хищниками (рис.1).

 

                     

Рисунок 1 Погадка трапезы сапсана (фото сttp://zoometod.narod.ru/novikov)

 

 

 

Рисунок 2 Скелет пищухи (фото автора)

                   
            Рисунок 3 Скелет лягушки (фото автора)

 

Рисунок 4 Скелет бурундука (фото автора)

Рисунок 5 Скелет красной полевки (фото автора)

Рисунок 6 Скелет красно-серой полевки (фото автора)

Рисунок 7 Скелет карася (фото автора)

 

На основании анализа скелета исследованных животных в погадках хищных птиц и зверей можно определить:

1) по черепам можно различить красную полевку, лесную мышь, узкочерепную полевку, экономку, водяную полевку;

2) по другим костям скелета:

- мышей;

- серые полевки;

- бурундук;

- пищуха;

- лягушка;

- рыбы и др.

Были исследованы нижние челюсти  сибирского лемминга  (Lemmus sibiricus Kerr), полевки Миддендорфа (Microtus middendorfii Poljakov),  сибирской красной полевки (Clethrionomys rutilus Pallas), северной пищухи (Ochotona alpina Pallas) из погадок зимняка, собранных в сезон 2008 года; полевки Миддендорфа  (Microtus middendorfii Poljakov), челюстей  сибирского лемминга  (Lemmus sibiricus Kerr), полевки-экономки  (Microtus oeconomys Pallas), сибирской красной полевки (Clethrionomys rutilus Pallas) из погадок бородатой неясыти из Анабарского улуса в сезон лета 2008 года; сибирской красной полевки (Clethrionomys rutilus Pallas) из погадок зимняка, собранные на участке Кютюнде в правом берегу р. Оленек в сезон лета 2008 года (сборы А.П.Исаева); узкочерепной полевки (Microtus gregalis Pallas) из погадок пустельги; водяной полевки  (Arvicola terrestris L.), зайца-беляка (Lepus timidus L.) из трапезы лисы, собранные в Хангаласском районе; зайца-беляка (Lepus timidus L.), сибирской красной полевки (Clethrionomys rutilus Pallas) из остатков трапезы кречета и других, полевки-экономки  (Microtus oeconomys Pallas), сибирского лемминга  (Lemmus sibiricus Kerr), полевки Миддендорфа  (Microtus middendorfii Poljakov) из погадок большой неясыти, собранная в Верхнеколымском районе в сезон лета 2008года.

Собранные в природе погадки высушили при комнатной температуре в течение не менее трех суток и взвешивали. Затем отделили костные остатки  от шерсти   и определили к какому виду относятся. 

Одной важнейшей задачей нашего исследования было изучить общий план строения скелета млекопитающего и сделать препарат скелета мелких млекопитающих. Нами выварены тушки разных видов грызунов, добытых в Хангаласском улусе и частично представленных нам сотрудниками ИБПК СО РАН А.П.Исаевым и В.К.Васильевой (Анабарский улус). Из этого материала сделаны препараты полных скелетов пищухи, бурундука, красной и красно-серой полевки, лягушки и карася.

Кроме того, проанализированы костные остатки мелких млекопитающих найденных в остатках трапез хищных птиц и на погадках.

Ниже приведены систематический список видов мелких млекопитающих, костные остатки которых обнаружены в погадках и трапезах хищных птиц.